تم إنشاء أنود ، مما يسرع بشكل كبير شحن بطاريات الليثيوم أيون

على الرغم من كل المحاولات لإيجاد بديل مناسب لبطاريات الليثيوم أيون ، إلا أنها لا تزال تحتل الصدارة في سوق تخزين الطاقة. لذلك ، بالإضافة إلى البحث عن بدائل ، يشارك العلماء أيضًا في تحسين البطارية الحالية.

لذا اقترحت مجموعة علمية من هولندا واختبرت بالفعل تصميمًا جديدًا للبطارية يعد بسرعات شحن أسرع بشكل ملحوظ. وكل هذا بفضل التصميم الجديد للأنود المصنوع من أكسيد النيوبيوم-التنجستين.

كيف تم إنشاء الأنود الجديد

بعد أن درس بدقة مبدأ نقل الليثيوم بين الأقطاب الكهربائية (في البطارية) ، المجموعة العلمية اقترحت جامعة توينتي تصميمًا جديدًا للأنود ، يوجد بهندسته المعمارية الخاصة القنوات النانوية. بسببهم ، يمر تدفق أيونات الليثيوم بشكل أسرع وبأقل تأخير.

من أجل الحصول على مثل هذا الأنود الجديد ، تقرر التخلي عن الجرافيت الكلاسيكي واستبداله بمادة واعدة - أكسيد النيوبيوم التنغستن (NbWO).

تم استخدام هذه المادة لأول مرة في البطاريات في عام 2018 ، عندما كان المهندسون في جامعة كامبريدج قاموا أيضًا بحساب وتصميم بطارية أظهرت نتائج جيدة جدًا من حيث السرعة الشحن / التفريغ.

اتخذ مهندسو الجامعة مسارًا مختلفًا بعض الشيء ، فقد قرروا اختبار المادة عندما يتم تقليل جزيئاتها إلى مقياس نانوي.

لهذا ، تقرر الاشتعال NbWO وبالتالي الحصول على جسيمات نانوية يتراوح حجمها من 10 إلى 100 نانومتر.

لذا كانت خصوصية هذه الجسيمات الدقيقة ، كما اتضح فيما بعد ، كانت قادرة على تمرير أيونات الليثيوم عند حدودها تقريبًا دون عوائق.

اختبارات الأنود الجديدة وأين يمكن تطبيقها

بمجرد استلام الأنود الجديد ، بدأ الفريق في الاختبار النشط للبطارية الجديدة. لذلك اتضح أنه إذا كانت الجسيمات النانوية في الأنود لا يتجاوز حجمها 100 نانومتر ، فإن معدل تصغير أكسيد النيوبيوم التنجستن يزداد بشكل كبير.

على الرغم من هذه الاختبارات المشجعة ، فإن المهندسين ليسوا في عجلة من أمرهم للإدلاء بتصريحات عالية. وكل ذلك لأن البطارية الجديدة بها عيب كبير: أبعادها أكبر بكثير من نظائر الليثيوم أيون مع أنود الجرافيت.

ولهذا السبب ، فإن مجال تطبيق البطاريات الجديدة ليس واسعًا جدًا. على سبيل المثال ، في السيارات الكهربائية ، لا يمكن استخدام هذه البطاريات. لأنه في هذه الحالة لن تتناسب البطارية مع السيارة.

ومع ذلك ، فإن الشحن السريع / التفريغ السريع للبطاريات الجديدة يسمح باستخدامها ، على سبيل المثال ، في الأنظمة التراكم في إنتاج ما يسمى بالطاقة الخضراء (الألواح الشمسية ومولدات الرياح و إلخ.). بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدام البطاريات الجديدة في محطات الطاقة الثابتة.

يستمر العمل على تحديث العينات الحالية ، ويأمل العلماء أن يتمكنوا من تحسين معلمات البطارية الجديدة. وبالتالي تزيد من جاذبيتها للاستخدام التجاري.

إذا كنت تحب المادة ، فنحن نحبها ، اشترك ونترك تعليقًا. شكرا للاهتمام!